DE4025350A1 - Schaltungsanordnung zum kommutieren eines reluktanzmotors - Google Patents

Schaltungsanordnung zum kommutieren eines reluktanzmotors

Info

Publication number
DE4025350A1
DE4025350A1 DE4025350A DE4025350A DE4025350A1 DE 4025350 A1 DE4025350 A1 DE 4025350A1 DE 4025350 A DE4025350 A DE 4025350A DE 4025350 A DE4025350 A DE 4025350A DE 4025350 A1 DE4025350 A1 DE 4025350A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
strand
circuit arrangement
signal
voltage
arrangement according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE4025350A
Other languages
English (en)
Inventor
Ralf Austermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Original Assignee
Philips Patentverwaltung GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Patentverwaltung GmbH filed Critical Philips Patentverwaltung GmbH
Priority to DE4025350A priority Critical patent/DE4025350A1/de
Priority to US07/732,367 priority patent/US5180960A/en
Priority to EP91202021A priority patent/EP0470672B1/de
Priority to DE59108360T priority patent/DE59108360D1/de
Priority to JP3221142A priority patent/JPH04229090A/ja
Publication of DE4025350A1 publication Critical patent/DE4025350A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/182Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/08Reluctance motors
    • H02P25/086Commutation
    • H02P25/089Sensorless control

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanord­ nung zum Kommutieren eines Reluktanzmotors mit einem gegenüber einem Stator beweglichen Rotor und einer Wicklung, die in bestimmten Positionen des Rotors gegen­ über dem Stator über eine Schaltvorrichtung mit einem Strom beaufschlagt wird, und einer Detektionsanordnung, durch die eine in der Wicklung induzierte Spannung detektiert und die Schaltvorrichtung betätigt wird, wenn die induzierte Spannung einen vorbestimmten Wert erreicht.
Aus der DE-OS 25 56 809 ist ein Steuerkreis für einen Reluktanzmotor mit sich ändernder magnetischer Leit­ fähigkeit bekannt. Darin wird die Änderung der Reluktanz und demzufolge der magnetischen Leitfähigkeit eines eine Motorwicklung durchsetzenden magnetischen Kreises beim Drehen des Läufers im Verhältnis zum Ständer ausgenutzt. Bei dieser Anordnung bewirkt die Läuferdrehung außerdem auch eine Änderung der Selbstinduktivität der Motor­ wicklung, wobei die Selbstinduktivität in unmittelbarer Beziehung zur magnetischen Leitfähigkeit des magnetischen Kreises steht. Zur Speisung mit Energie ist die Wicklung über eine Halbleiter-Schalteinrichtung mit einer Gleich­ spannungsquelle verbindbar. An die Motorwicklung sind Schaltungsmittel angeschlossen, durch welche die in der Motorwicklung während der Läuferdrehung und des Sperr­ zustandes der Halbleiter-Schalteinrichtung induzierte elektromotorische Kraft abtastbar und die Halbleiter- Schalteinrichtung durchschaltbar ist, wenn die abgetastete elektromotorische Kraft einen vorbestimmten Wert erreicht.
Aus der US-PS 44 50 396 ist eine elektronisch gesteuerte Synchronmaschine bekannt, die Anker- und Feldwicklungen auf demselben, magnetisch leitfähigen Magnetkörper besitzt. Die Selbstinduktivität der Anker- und Feld­ wicklungen ist im wesentlichen unabhängig von der Lage zwischen dem Rotor und dem Stator der Maschine, dagegen variiert die Gegeninduktivität zwischen den Ankerwick­ lungen und den Feldwicklungen mit der relativen Lage. Ein Lagedetektor für den Rotor mißt die Spannung in einer der Maschinenwicklungen und setzt diese Spannung in Beziehung zur relativen Lage zwischen Rotor und Stator. Weiterhin sind Schalter vorgesehen, um den elektrischen Stromfluß in der Ankerwicklung auf Grundlage der mit dem Detektor gemessenen Spannung zu steuern. Dabei ist eine Lösungsform beschrieben, in der Meßsignale für die relative Lage zwischen Rotor und Stator von den Ankerwicklungen abge­ griffen werden. Zum Steuern der Schalter ist eine Steuerung vorgesehen, die mit einem Mikroprozessor ausgerüstet ist.
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine einfache Schaltungs­ anordnung zum Kommutieren eines Reluktanzmotors zu schaffen, die universell für Reluktanzmotoren mit in mehrere Stränge unterteilten Wicklungen einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wicklung mindestens drei in zueinander wenigstens nahezu gleichen Abständen über der Bewegungskoordinate des Rotors angeordnete und einzeln mit Strom beaufschlagbare Stränge umfaßt, daß an jedem Strang die darin induzierte Spannung abgegriffen und daraus bei Erreichen des vorbestimmten Wertes ein Auslösesignal gewonnen wird, durch das die Stromzufuhr zu einem bezüglich der Bewegungskoordinate des Rotors voraufgehenden Strang beendet und zu einem nachfolgenden Strang eingeleitet wird.
Bei dem von der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kommutierten Reluktanzmotor werden die einzelnen Stränge der Wicklung in zyklischer Reihenfolge mit Strömen beaufschlagt. Die Stromzufuhr zu den einzelnen Strängen wird durch ein Auslösesignal gesteuert, das aus einer Spannung an einem Strang gewonnen wird, der zu dem mit Strom zu beaufschlagenden Strang bzw. den zu beauf­ schlagenden Strängen des Motors in einer vorgegebenen Position steht. Die induzierte Spannung wird somit nicht stets von demselben Strang, sondern ebenfalls zyklisch umlaufend nacheinander von verschiedenen Strängen abge­ griffen. Dabei kann zum Abgreifen der Spannung vorteilhaft ein Strang herangezogen werden, der gerade nicht mit einem Strom für den Antrieb des Motors beaufschlagt ist. Durch die Trennung von der Leistungszufuhr wird auf diese Weise die Positionsmessung vereinfacht. Vorteilhaft wird dabei ausgenutzt, daß die in einem Strang abgegriffene Spannung mittels einer Gegeninduktivität zwischen diesem und dem in Richtung der Bewegungskoordinate des Rotors voraufgehenden Strang von dem darin fließenden Strom induziert wird. Je nach der Anzahl der Stränge der Wicklung des Reluktanz­ motors wird die Zuordnung zwischen dem Strang, in dem die Spannung abgegriffen wird, und den ein- bzw. auszu­ schaltenden Strängen derart vorgenommen, daß stets ein zyklischer Umlauf über alle Stränge erreicht wird.
Bevorzugt wird die abgegriffene Spannung im wesentlichen von der Veränderung der Gegeninduktivität bei Bewegung des Rotors bestimmt. Grundsätzlich ist die induzierte Spannung außer von der Gegeninduktivität auch vom zeitlichen Verlauf des sie induzierenden Stroms im voraufgehenden Strang abhängig. Um diese Abhängigkeit zu unterdrücken, wird der Strom in der Wicklung während der Dauer seines Auftretens vorzugsweise konstant gehalten, so daß von einer etwaigen Stromvariation induzierte Spannungsanteile wenigstens weitgehend ausgeschlossen sind. Damit wird die induzierte Spannung ein präzises Maß der Veränderung der Gegeninduktivität und damit der Position zwischen Rotor und Stator.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung umfaßt bevorzugt je einen Signalaufbereitungszweig zu jedem Strang zum Gewinnen des Auslösesignals aus der an diesem Strang abgegriffenen induzierten Spannung. Damit wird ein modularer Aufbau der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung erreicht, in dem für eine beliebig wählbare Anzahl von Strängen die entsprechenden Signalaufbereitungszweige und Stränge der Wicklung in einer durch die Erfindung gegebenen Reihenfolge und Zuordnung miteinander verknüpft werden können. Steuerungskonzepte für Reluktanzmotoren unterschiedlicher Bauart sind damit sehr schnell und einfach zu erstellen.
Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im nachfolgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 den Querschnitt eines Reluktanzmotors mit einer in drei Stränge aufgeteilten Wicklung im Schema,
Fig. 2 Signalverläufe in einem Reluktanzmotor gemäß Fig. 1,
Fig. 3 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zum Kommutieren des Reluktanz­ motors gemäß Fig. 1.
Der Reluktanzmotor gemäß Fig. 1 weist einen Stator 1 mit kreisförmigem Querschnitt auf, in dessen Zentrum ein Rotor 2 drehbar gelagert ist. Die Bewegungskoordinate des Rotors 2 ist mit w eingezeichnet. Im Stator 1 sind mehrere Längsnuten angeordnet, die durch Polschuhe 3 bildende Stege des Statormaterials voneinander getrennt sind. Entsprechend der Anzahl der Stränge der Wicklung des Reluktanzmotors sind im Stator 1 sechs Polschuhe 3 gleichmäßig über dessen Umfang verteilt angeordnet. Entsprechend weist der Rotor 2 im Querschnitt einen gezahnten Umfang auf, in dem durch vergleichbare Längs­ nuten vier Pole 4 ausgearbeitet sind. Wenn somit zwei einander gegenüberliegende Pole 4 mit zwei einander gegenüberliegenden Polschuhen 3 fluchten, nehmen die anderen beiden, einander gegenüber stehend und um 90° versetzt angeordneten Pole 4 des Rotors 2 je eine Mittelstellung zwischen je zwei der übrigen Polschuhe 3 des Stators 1 ein.
Die Stränge 110, 210, 310 der Wicklung sind um je zwei einander gegenüberliegende Polschuhe 3 des Stators 1 herum angeordnet. In Fig. 1 erscheint somit jeder Strang mit vier Querschnittsflächen, die mit identischen Bezugs­ zeichen versehen sind. In der Reihenfolge der Stränge 110, 210, 310 sind diese im Gegenuhrzeigersinn auf die Polschuhe 3 des Stators 1 verteilt.
Außer der beispielhaften Anordnung nach Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung auch zum Kommutieren von Reluktanzmotoren anderer Geometrien einsetzbar. Insbesondere kann ein solcher Reluktanzmotor eine andere Anzahl von Strängen und damit Polschuhen als derjenige nach Fig. 1 aufweisen; auch eine Anordnung als Linearmotor ist möglich.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Kommutieren des Reluktanzmotors 5 nach Fig. 1 mit den drei Strängen 110, 210, 310 der Wicklung die im linken Teil der Fig. 3 schematisch vereinfacht dargestellt sind. Jeder der Stränge 110, 210, 310 ist in Reihe mit einem Schalter 101, 201 bzw. 301 zwischen einen mit einem Pluszeichen markierten Speise­ spannungsanschluß und Masse geschaltet. Über den Speise­ spannungsanschluß wird bevorzugt eine Gleichspannung zur Energieversorgung des Reluktanzmotors zugeführt. Diese Gleichspannung kann einen konstanten Wert aufweisen; vorzugsweise wird sie jedoch in Form einer hochfrequenten, impulsbreitenmodulierten, pulsierenden Gleichspannung zugeführt, wodurch eine einfache Leistungsregelung des Reluktanzmotors ermöglicht wird.
Zu jedem der Stränge 110, 210 bzw. 310 umfaßt die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 einen Signalaufbereitungs­ zweig 111 bis 119, 211 bis 219 bzw. 311 bis 319, in dem aus der an dem jeweiligen Strang 110, 210 bzw. 310 abgegriffenen Spannung das Auslösesignal gewonnen und bereitgestellt wird. Weiterhin weist die Schaltungsanord­ nung nach Fig. 3 je einen Zustandsspeicher 100, 200 bzw. 300 zu jedem Strang 110, 210 bzw. 310 auf, in dem ein Steuersignal zum Steuern des dem Strang 110, 210 bzw. 310 zugeordneten Schalters 101, 201 bzw. 301 zum Schalten des Stromes im zugehörigen Strang 110, 210 bzw. 310 durch das Auslösesignal vom jeweils voraufgehenden Strang 210, 310 bzw. 110 erzeugt und durch das Auslösesignal vom nachfolgenden Strang 310, 210 bzw. 110 beendet wird. Die Schalter 110, 210, 310 lassen sich begrifflich zu einer Schaltvorrichtung für die Kommutierung des Reluktanzmotors zusammenfassen.
Aufbau und Funktionsweise der Signalaufbereitungs­ zweige 111 bis 119, 211 bis 219, 311 bis 319 in Verbindung mit den Zustandsspeichern 100, 200, 300, den Schaltern 101, 201, 301 und den Strängen 110, 210, 310 sind nachfolgend am Beispiel des ersten Stranges 110 erläutert.
Der mit dem ersten Strang 110 verbundene Signalauf­ bereitungszweig 111 bis 119 umfaßt einen Impedanz­ wandler 111 zum Abgreifen der im zugehörigen Strang 110 induzierten Spannung, einen Analogschalter 112 zum Ausblenden negativer Spannungsspitzen aus dem vom Impedanzwandler 111 abgegebenen Signal, eine Schalt­ flankenformstufe 113 bis 118 zum Bilden einer definierten Schaltflanke aus dem Ausgangssignal des Analog­ schalters 112 sowie eine Verzögerungsstufe 119, in der die Schaltflanke um ein vorgebbares Zeitintervall zum Bilden des Auslösesignals verzögert wird. Dabei weist der Impedanzwandler 111 zwei Eingänge auf, die mit je einem Anschluß des Strangs 110 verbunden sind und an denen die im Strang 110 induzierte Spannung anliegt. Im Impedanz­ wandler 111 werden die nachfolgenden Stufen des Signalauf­ bereitungszweigs vor den hohen Spannungen geschützt, die beim Betrieb am Strang 110 auftreten. Der sich anschließende Analogschalter 112 blendet insbesondere die negativen Spannungsspitzen aus, die beim Abschalten des Stroms im Strang 110 entstehen.
Dieses Signal wird in der Schaltflankenformstufe 113 bis 118 weiterverarbeitet, die dazu einen Verstärker 113 zum Verstärken des vom Analogschalter 112 gelieferten Signals, einen Tiefpaß 114 zum Unterdrücken hochfrequenter Schwingungen, einen Komparator 115 zur Flanken­ versteilerung und eine Ausblendschaltung 117, 118 zum Ausblenden unerwünschter Signalflanken in dem vom Komparator 115 gelieferten Signal innerhalb eines vorgeb­ baren Zeitintervalls umfaßt. Das vom Verstärker 113 verstärkte Signal wird im Tiefpaß 114 zumindest weitgehend von den hochfrequenten Schwingungen befreit, die außer als Störungen insbesondere auch durch eine der beschriebenen Schaltungsanordnung vorgeschaltete Leistungssteuer­ vorrichtung entstehen können. Werden nämlich die mit dem Pluszeichen markierten Speisespannungsanschlüsse mit einer vorzugsweise impulsbreitenmodulierten Speisequelle verbunden, kann durch die Impulsbreitenmodulation die Leistung des Reluktanzmotors gesteuert werden.
Im Komparator 115 erfolgt vorzugsweise eine Verstärkung und Begrenzung des bis dahin aufbereiteten Signals, so daß dieses den Komparator 115 in der Form von Impulsfolgen hoher Flankensteilheit verläßt. Die so erzeugten Impuls­ flanken treten dabei zu den Zeitpunkten auf, zu denen das dem Komparator 115 zugeleitete Signal, das aus der im Strang 110 induzierten Spannung abgeleitet ist, einen im Komparator 115 erzeugten Vergleichspegel über- bzw. unter­ schreitet. Die Impulsflanken markieren somit die Zeit­ punkte, zu denen die im Strang 110 induzierte Spannung entsprechend dem Übertragungsverhalten des Impedanz­ wandlers 111, des Analogschalters 112, des Verstärkers 113 und des Tiefpasses 114 einen vorbestimmten Wert erreicht.
Um aus einer Mehrzahl von Signalflanken am Ausgang des Komparators 115 eine bestimmte Flanke, die in fester zeitlicher Zuordnung zum Durchlauf der Bewegungskoordi­ nate w des Rotors 2 steht, auswählen zu können, ist dem Komparator 115 eine Ausblendschaltung 117, 118 nachgeord­ net, von der nur die erwünschte Signalflanke durchgelassen und die übrigen Signalflanken unterdrückt werden. Die Ausblendschaltung 117, 118 umfaßt eine Laufzeitstufe 117, die an ihrem Ausgang 120 ein ihrem Eingang 121 zugeführtes Signal um eine über einen Steuereingang 122 einstellbare Totzeit verzögert abgibt. Dem Eingang 121 der Laufzeit­ stufe 117 wird das Steuersignal vom voraufgehenden Strang 210 zugeführt, durch das auch der diesem Strang zugeordnete Schalter 201 gesteuert wird. Dieses Steuer­ signal gelangt über die Laufzeitstufe 117 verzögert und zusätzlich vom Eingang 121 unmittelbar an je einen Eingang eines UND-Gatters 118, dessen drittem Eingang außerdem das vom Komparator abgegebene, flankenversteilerte Signal zugeleitet wird. Durch das Steuersignal und die Laufzeit­ stufe 117 wird dabei ein über den Steuereingang 122 in seiner zeitlichen Anfangslage einstellbares Zeitfenster vorgegeben, innerhalb dessen die Flanken vom Komparator 115 auf die Verzögerungsstufe 119 geschaltet werden. Außerhalb dieses Zeitfensters erhält die Verzögerungsstufe 119 keine Signalflanken.
Die Verzögerungsstufe 119 entspricht in ihrer Funktion zumindest im wesentlichen der Laufzeitstufe 117. Auch ihre Verzögerungszeit kann über einen Steuereingang 123 einstellbar sein.
Am Ausgang 124 der Verzögerungsstufe 119 wird dann das Auslösesignal abgegeben, welches sowohl einem Lösch­ eingang 202 des Zustandsspeichers 200 des voraufgehenden Strangs 210 als auch einem Setzeingang 303 des Zustands­ speichers 300 des nachfolgenden Strangs 310 zugeführt wird. Dadurch wird von dem am Ausgang 124 der Verzöge­ rungsstufe 119 abgegebenen Auslösesignal aus dem ersten Signalaufbereitungszweig 111 bis 119 im Zustands­ speicher 300 des nachfolgenden Strangs 310 das Steuer­ signal für den Schalter 301 erzeugt und gleichzeitig im Zustandsspeicher 200 des Strangs 210 das Steuersignal für den Schalter 201 beendet. Anders ausgedrückt wird das Steuersignal zu dem Schalter jedes Strangs durch das Auslösesignal vom voraufgehenden Strang erzeugt und durch das Auslösesignal vom nachfolgenden Strang beendet.
Der Signalaufbereitungszweig 111 bis 119 umfaßt in Fig. 3 weiterhin eine Potentialtrennstufe 116, die innerhalb der Schaltflankenformstufe 113 bis 118 zwischen den Komparator 115 und die Ausblendschaltung 117, 118 eingefügt ist. Die Potentialtrennstufe 116 ist bevorzugt mit einem Optokoppler ausgebildet. Durch sie wird eine Potentialtrennung zwischen den mit dem Strang 110 verbundenen Stufen 111 bis 115 einerseits und den mit dem Schalter 101 verbundenen Stufen 117 bis 119 sowie den Zustandsspeichern 100 bis 300 andererseits erreicht.
Die Verzögerungs- bzw. Totzeiten der Laufzeitstufe 117 und auch der Verzögerungsstufe 119 sind über deren Steuer­ eingänge 122 bzw. 123 in Abhängigkeit von der Drehzahl des Reluktanzmotors einstellbar. Dazu sind die Steuerein­ gänge 122, 123 mit einer Drehzahlmeßstufe 5 verbunden. Diese kann im einfachsten Fall aus der Frequenz der Steuersignale für einen der Schalter 101, 201, 301 eine Steuerspannung ableiten, durch die genannten Verzöge­ rungszeiten einstellbar sind. In einer anderen Ausbildung der Drehzahlmeßstufe 5 kann diese auch ein digitales Steuersignal liefern. Außerdem können auch die Steuer­ signale für mehrere der Schalter 101, 201, 301 zur Steuerung der genannten Verzögerungszeiten herangezogen werden.
In Fig. 3 sind nun die identisch aufgebauten Signalauf­ bereitungszweige zu allen drei Strängen mit den zum beschriebenen Signalaufbereitungszweig für den ersten Strang 110 dargestellten Anschlüssen zu einer Gesamt­ schaltung verknüpft. Dabei bilden die Zustands­ speicher 100, 200, 300 bezüglich ihrer Löscheingänge 102, 202 bzw. 302 und ihrer Setzeingänge 103, 203 bzw. 303 eine ringförmige Anordnung, an die in der beschriebenen Weise die Schalter 101, 201 bzw. 301 und die Eingänge 121, 221 bzw. 321 der Laufzeitstufen 117, 217 bzw. 317 angeschlossen sind.
In der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 sind die Elemente der nicht explizit beschriebenen, jedoch identisch aufgebauten Signalaufbereitungszweige 211 bis 219 und 311 bis 319 für den zweiten bzw. dritten Strang 210 bzw. 310 mit in bezug auf den ersten Strang 110 korrespondierenden Bezugszeichen versehen, in denen die letzten beiden Stellen mit den letzten beiden Stellen der Bezugszeichen der entsprechenden Elemente aus dem Signalaufbereitungs­ zweig zum ersten Strang 110 übereinstimmen und in denen die erste Stelle die Nummer des Strangs angibt.
Zur Erläuterung der Funktionsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 zum Kommutieren des Reluktanzmotors gemäß Fig. 1 sind in Fig. 2 beispielhaft der Verlauf des Stroms I2 im zweiten Strang 210 sowie die durch diesen Strom I2 im ersten Strang 110 induzierte Spannung U1 bei gesperrtem Schalter 101 dargestellt. Die Auftragung ist über der Bewegungskoordinate w des Rotors 2 vorgenommen. Der Strom I2 ist rechteckförmig, so daß durch seine Änderung nur beim Ein- und Ausschalten Spannungsimpulse im Strang 110 induziert werden. Diese Spannungsimpulse sind als positive bzw. negative Spannungsspitzen im Verlauf von U1 den Flanken des Stromes I2 zugeordnet erkennbar. Die übrigen Änderungen der Spannung U1 im Strang 110 ergeben sich aus der Veränderung der Gegeninduktivität zwischen dem Strang 210, in dem der Strom I2 fließt, und dem Strang 110, in dem die Spannung U1 induziert wird. In den Abschnitten der Bewegungskoordinate w, in denen der Strom I2 eingeschaltet ist, sind regelmäßige Spannungs­ anstiege der Spannung U1 zu beobachten, die auf eine Veränderung der Gegeninduktivität mit der Bewegungs­ koordinate w zurückzuführen sind. An den Bewegungs­ koordinatenpunkten w1, w2, w3 weist der Verlauf der Spannung U1 Nulldurchgänge auf, deren Lage im wesentlichen durch die Geometrie des Reluktanzmotors bestimmt ist und somit eine genaue Zuordnung zur Position des Rotors entlang seiner Bewegungskoordinate w aufweist. Umgekehrt kann daher aus dem Auftreten dieser Nulldurchgänge mit großer Genauigkeit auf die Lage des Rotors 2 geschlossen werden. Diese Nulldurchgänge werden in den Signalaufbe­ reitungszweigen detektiert und es werden daraus die beschriebenen Signalflanken zur Bildung der Auslösesignale gewonnen.

Claims (10)

1. Schaltungsanordnung zum Kommutieren eines Reluktanz­ motors mit einem gegenüber einem Stator (1) beweglichen Rotor (2) und einer Wicklung, die in bestimmten Positionen des Rotors (2) gegenüber dem Stator (1) über eine Schaltvorrichtung mit einem Strom beaufschlagt wird, und einer Detektionsanordnung, durch die eine in der Wicklung induzierte Spannung detektiert und die Schaltvorrichtung betätigt wird, wenn die induzierte Spannung einen vorbe­ stimmten Wert erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung mindestens drei in zueinander wenigstens nahezu gleichen Abständen über der Bewegungskoordinate (w) des Rotors (2) angeordnete und einzeln mit Strom beaufschlagbare Stränge (110, 210, 310) umfaßt, daß an jedem Strang (110) die darin induzierte Spannung (U1) abgegriffen und daraus bei Erreichen des vorbestimmten Wertes ein Auslösesignal (an 119) gewonnen wird, durch das die Stromzufuhr zu einem bezüglich der Bewegungskoordinate (w) des Rotors (2) voraufgehenden Strang (210) beendet und zu einem nachfolgenden Strang (310) eingeleitet wird.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Strang (110) abgegriffene Spannung (U1) mittels einer Gegeninduktivität zwischen diesem und dem in Richtung der Bewegungskoordi­ nate (w) des Rotors (2) voraufgehenden Strang (210) von dem darin fließenden Strom (I2) induziert wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abgegriffene Spannung (U1) im wesentlichen von der Veränderung der Gegeninduktivität bei Bewegung des Rotors (2) bestimmt wird.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch je einen Signalaufbereitungs­ zweig (111 bis 119) zu jedem Strang (110) zum Gewinnen des Auslösesignals (an 119) aus der an diesem Strang (110) abgegriffenen induzierten Spahnung (U1).
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch je einen Zustandsspeicher (100) zu jedem Strang (110), in dem ein Steuersignal zum Steuern eines dem Strang (110) zugeordneten, von der Schaltvor­ richtung umfaßten Schalters (101) zum Schalten des Stromes im Strang (110) durch das Auslösesignal vom voraufgehenden Strang (210) erzeugt und durch das Auslösesignal vom nachfolgenden Strang (310) beendet wird.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5 in Verbindung mit 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Signalaufbereitungs­ zweig (111 bis 119) umfaßt:
  • - einen Impedanzwandler (111) zum Abgreifen der im zugehörigen Strang (110) induzierten Spannung (U1),
  • - einen Analogschalter (112) zum Ausblenden negativer Spannungsspitzen aus dem vom Impedanzwandler (111) abgegebenen Signal,
  • - eine Schaltflankenformstufe (113 bis 118) zum Bilden einer definierten Schaltflanke aus dem Ausgangssignal des Analogschalters (112) sowie
  • - eine Verzögerungsstufe (119), in der die Schaltflanke um ein vorgebbares Zeitintervall zum Bilden des Auslöse­ signals verzögert wird.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltflankenform­ stufe (113 bis 118) umfaßt:
  • - einen Verstärker (113) zum Verstärken des vom Analog­ schalter (112) gelieferten Signals,
  • - einen Tiefpaß (114) zum Unterdrücken hochfrequenter Schwingungen,
  • - einen Komparator (115) zur Flankenversteilerung und
  • - eine Ausblendschaltung (117, 118) zum Ausblenden uner­ wünschter Signalflanken in dem vom Komparator (115) gelieferten Signal innerhalb eines vorgebbaren Zeit­ intervalls.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltflankenform­ stufe (113 bis 118) eine Potentialtrennstufe (116) umfaßt.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8 in Verbindung mit Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialtrennstufe (116) zwischen den Komparator (115) und die Ausblend­ schaltung (117, 118) eingefügt ist.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialtrennstufe (116) mit einem Optokoppler ausgebildet ist.
DE4025350A 1990-08-10 1990-08-10 Schaltungsanordnung zum kommutieren eines reluktanzmotors Withdrawn DE4025350A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4025350A DE4025350A1 (de) 1990-08-10 1990-08-10 Schaltungsanordnung zum kommutieren eines reluktanzmotors
US07/732,367 US5180960A (en) 1990-08-10 1991-07-18 Circuit arrangement for commutating a reluctance motor
EP91202021A EP0470672B1 (de) 1990-08-10 1991-08-06 Schaltungsanordnung zum Kommutieren eines Reluktanzmotors
DE59108360T DE59108360D1 (de) 1990-08-10 1991-08-06 Schaltungsanordnung zum Kommutieren eines Reluktanzmotors
JP3221142A JPH04229090A (ja) 1990-08-10 1991-08-07 反作用電動機の駆動用回路装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4025350A DE4025350A1 (de) 1990-08-10 1990-08-10 Schaltungsanordnung zum kommutieren eines reluktanzmotors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4025350A1 true DE4025350A1 (de) 1992-02-13

Family

ID=6411989

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4025350A Withdrawn DE4025350A1 (de) 1990-08-10 1990-08-10 Schaltungsanordnung zum kommutieren eines reluktanzmotors
DE59108360T Expired - Fee Related DE59108360D1 (de) 1990-08-10 1991-08-06 Schaltungsanordnung zum Kommutieren eines Reluktanzmotors

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE59108360T Expired - Fee Related DE59108360D1 (de) 1990-08-10 1991-08-06 Schaltungsanordnung zum Kommutieren eines Reluktanzmotors

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5180960A (de)
EP (1) EP0470672B1 (de)
JP (1) JPH04229090A (de)
DE (2) DE4025350A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1617554A1 (de) 2004-07-15 2006-01-18 Elektra GmbH Kommutierungssteuerung für einen geschalteten Reluktanzmotor

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5304882A (en) * 1992-05-11 1994-04-19 Electric Power Research Institute, Inc. Variable reluctance motors with permanent magnet excitation
US5386184A (en) * 1993-07-23 1995-01-31 General Electric Company System for use with an electronically commutated electrical machine
US5738731A (en) * 1993-11-19 1998-04-14 Mega Chips Corporation Photovoltaic device
GB9414005D0 (en) * 1994-07-12 1994-08-31 Switched Reluctance Drives Ltd Switched electric machine controller
US5610492A (en) * 1994-11-04 1997-03-11 Delco Electronics Corporation Method and apparatus for induced pole stepper motor
US5701064A (en) * 1995-10-27 1997-12-23 Emerson Electric Co. Rotor position sensing in a dynamoelectric machine using coupling between machine coils
US5923142A (en) * 1996-01-29 1999-07-13 Emerson Electric Co. Low cost drive for switched reluctance motor with DC-assisted excitation
US5811905A (en) * 1997-01-07 1998-09-22 Emerson Electric Co. Doubly-fed switched reluctance machine
US5929590A (en) * 1997-01-07 1999-07-27 Emerson Electric Co. Method and apparatus for implementing sensorless control of a switched reluctance machine
US5905355A (en) * 1997-04-07 1999-05-18 General Motors Corporation Pump-motor apparatus
US6650082B1 (en) * 2000-07-27 2003-11-18 Texas Instruments Incorporated Fast rotor position detection apparatus and method for disk drive motor at standstill
US6555977B1 (en) * 2000-07-27 2003-04-29 Texas Instruments Incorporated Disk drive motor position detection using mutual inductance zero crossing
GB0218549D0 (en) * 2002-08-09 2002-09-18 Rolls Royce Plc Electrical machine
DE10300634A1 (de) * 2003-01-10 2004-08-12 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Verfahren zur Steuerung eines elektronisch kommutierten Gleichstrommotors
ITPR20040009A1 (it) * 2004-02-16 2004-05-16 Zapi S P A Metodo per il controllo diretto di un motore ad induzione e motore per effettuare detto controllo.
JP6621306B2 (ja) * 2015-11-10 2019-12-18 シンフォニアテクノロジー株式会社 ロータ位置検出装置及びモータ制御装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3906267A (en) * 1973-07-26 1975-09-16 Sagem Brushless electric motors
JPS5633953B2 (de) * 1973-10-30 1981-08-06
US3980933A (en) * 1974-12-19 1976-09-14 Ford Motor Company Control circuit for variable reluctance motor
US4074179A (en) * 1975-06-16 1978-02-14 Warner Electric Brake & Clutch Company Position detection methods and apparatus for stepping motors
US4162435A (en) * 1976-10-05 1979-07-24 General Electric Company Method and apparatus for electronically commutating a direct current motor without position sensors
US4450396A (en) * 1980-09-23 1984-05-22 Massachusetts Institute Of Technology Electrically controlled synchronous machine
GB8522323D0 (en) * 1985-09-09 1985-10-16 Caterpillar Tractor Co Electrical drive circuit
SE454928B (sv) * 1986-10-10 1988-06-06 Ems Electronic Motor Systems Drivanordning for en reluktansmotor
US4896089A (en) * 1989-01-31 1990-01-23 General Electric Company Fault management system for a switched reluctance motor
US5093643A (en) * 1990-10-22 1992-03-03 Westinghouse Electric Corp. Undervoltage release device assembly for circuit breaker

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1617554A1 (de) 2004-07-15 2006-01-18 Elektra GmbH Kommutierungssteuerung für einen geschalteten Reluktanzmotor

Also Published As

Publication number Publication date
DE59108360D1 (de) 1997-01-02
US5180960A (en) 1993-01-19
JPH04229090A (ja) 1992-08-18
EP0470672B1 (de) 1996-11-20
EP0470672A3 (en) 1993-11-10
EP0470672A2 (de) 1992-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4025350A1 (de) Schaltungsanordnung zum kommutieren eines reluktanzmotors
EP0159005B1 (de) Elektrisch gesteuerter Elektromotor
DE2807834A1 (de) Halleffekt-kodiergeraet fuer winkelstellungen von wellen
DE2403432A1 (de) Gleichstrommotor mit mehrphasiger staenderwicklung und durch hallgeneratoren gesteuerter elektronischer kommutierungseinrichtung
DE3013550A1 (de) Ansteuersystem fuer einen kommutatorlosen gleichstrommotor
DE3330028A1 (de) Muttern-aufschraubgeraet unter verwendung eines induktionsmotors
EP1191676A2 (de) Verfahren zum Ermitteln der Drehzahl eines Wechselstrom-Motors sowie Motor-Steuersystem
DE2251292A1 (de) Anordnung zur drehzahlregelung eines kollektorlosen gleichstrommotors
DE3213057A1 (de) Verfahren und anordnung zum regeln eines arbeitsstroms
DE1638104C2 (de) System zur Umwandlung digitaler elektrischer Steuersignale in diskrete, abgestufte Winkelbewegungen in einem mehrphasigen elektrischen Schrittmotor
DE2236763C3 (de) Verfahren und Anordnung zur Steuerung der Lage des Ständerstromvektors einer über einen Umrichter mit eingeprägtem Zwischenkreisstrom gespeisten Drehfeldmaschine
DE2833028A1 (de) Geraet zur speisung, regelung und steuerung von elektrischen gleichstrommaschinen mit elektronischer kommutierung
EP2474090B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung einer rotorlage einer synchronmaschine
EP0476751A2 (de) Schaltungsanordnung zum Kommutieren eines Reluktanzmotors
EP0781466B1 (de) Schaltung und verfahren für die ansteuerung eines bürstenlosen gleichstrommotors
EP0301366B1 (de) Verfahren zur Steuerung der Kommutierung von Spulen eines Gleichstrommotors
DE2254123A1 (de) Anordnung zur stromspeisung eines stufenmotors
DE3209392C2 (de) Kollektorloser Gleichstrommotor mit einem Permanentmagnet-Rotor
DE2922532A1 (de) Steuerschaltung fuer synchronmotoren mit thyristor-stromrichtern
DE3710509C1 (en) Method for commutating a DC motor
DE2634951A1 (de) Generator zur erzeugung von wechselstrom konstanter frequenz bei veraenderlicher antriebsdrehzahl
DE102019004428A1 (de) Elektronisch kommutierter Elektromotor
DE4108630C2 (de) Tachogenerator
DE2343112B2 (de) Elektrische Wanderfeld-Laufbahn
DE10326869A1 (de) Mehrphasiger kollektorloser Gleichstrommotor

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee